MG550/1380-WD型采煤機牽引箱支撐板斷裂分析與改進措施

盛永林， 陸鳴

(1. 天地科技股份有限公司 上海分公司, 上海 200030；2. 上海煤科檢測技術有限公司， 上海 201401)

0 引言

MG550/1380-WD型電牽引采煤機是一款適應采高2.0～4.0 m的大功率中厚煤層采煤機。其功率相對較大，具備一定的過斷層和夾矸的能力，并且配套適應性好，最小能與SGZ800型刮板運輸機配套，已在安徽淮北、宿州及全國其他地質(zhì)條件相對較為復雜的礦區(qū)得到了廣泛的應用[1]。

如圖1所示，某礦在使用1380采煤機的過程中發(fā)生了牽引箱支撐板斷裂的事故，對公司的聲譽造成了不良的影響。本文對事故原因進行了分析，并提出了改進措施。

1 原因分析

如圖2所示，1380采煤機的支撐滑靴在刮板運輸機的鏟煤板上運行。為了適應斜切進刀時刮板運輸機的水平彎曲變化，通常采煤機的支撐滑靴和刮板運輸機之間留有40 mm的間隙。在采煤過程中，刮板運輸機的鏟煤板上會有浮煤和巖石等。當浮煤和巖石進入支撐滑靴和刮板運輸機之間的間隙并且不能及時排出時，支撐滑靴會受到較大的阻力，如圖3所示。支撐板背面焊接有加強筋和加強板。對牽引箱進行受力分析可以發(fā)現(xiàn)，支撐板背面加強筋和加強板的焊縫會產(chǎn)生拉應力，如圖4所示。如果在焊接的過程中，未采取焊前預熱、焊后保溫的措施，焊縫有可能存在裂紋。在拉應力的作用下，裂紋發(fā)生擴展，最終導致支撐板斷裂。

(a) 斷裂的支撐板

(b) 支撐板斷裂位置

1-牽引箱支撐板； 2-連接板； 3-支撐滑靴；

2 改進措施

為了避免斷裂現(xiàn)象的再次發(fā)生，對1380采煤機支撐板及支撐滑靴進行了改進[2]。設計了新支撐板和支撐滑靴，如圖5和圖6所示。

2.1 支撐板的改進

1) 支撐板后部加強筋板采用鑄造方式與支撐板整體鑄造出來，加強筋周邊采用較大的鑄造圓角[3]。與原先焊接的方式相比，加強筋板下部產(chǎn)生裂紋的概率較低。

(a) 被浮煤掩埋

(b) 遇到煤、巖石等

圖4 受力分析

圖5 新支撐板

圖6 新支撐滑靴

2) 如圖7所示，支撐板上部增加一個凸臺嵌入到牽引箱中豎板內(nèi)并與中豎板焊接為一個整體。增加的這個凸臺不僅在焊接支撐板的過程中起到了定位作用，還增加了支撐板上部與牽引箱連接位置的剪切強度。

圖7 支撐板嵌入中豎板

3) 如圖8所示，增加支撐板彎曲處的材料厚度。與原支撐板相比，新支撐板的厚度增加30 mm，彎曲強度增加33%，進一步減小了支撐板斷裂的風險。

(a)

(b)

2.2 支撐滑靴的改進

如圖9所示，新支撐滑靴的外形變成了梯形[4]，在支撐滑靴行走過程中，通過兩側斜邊把刮板運輸機鏟煤板上的浮煤和巖石往煤壁側推出，而不進入到支撐滑靴和刮板運輸機之間的間隙。這樣滑靴所受的阻力與原先相比就會減小，支撐板所受的力也相應減小。

(a) 改進前

(b) 改進后

3 結論

改進設計后的支撐板和支撐滑靴已用于新投產(chǎn)的1380采煤機上并下井使用。通過生產(chǎn)實踐證明，支撐板的設計改進有效地解決了支撐板的斷裂問題[5]，進而提高了1380采煤機的工作可靠性。